KR200268726Y1 - 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치 - Google Patents

Abstract

에어컨 증발기의 과 냉각 상태를 검출하기 위한 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치가 개시되어 있다. 본 고안에 따르면, 증발기의 일측면에 장착되어 결빙상태에 따른 서리 발생여부를 검출하기 위한 포토 커플러; 및 상기 포토 커플러의 발광량 대비 수광량이 기준치 이하일 경우 압축기를 오프 제어 하기 위한 제어회로;로 이루어지며, 포토 커플러는 증발기를 구성하는 증발기 플래이트(Evaporator Plate)의 표면상에 장착되거나, 포토 커플러를 발광부와 수광부가 대향되는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 하여, 발광부와 수광부 사이로 상기 증발기를 구성하는 증발기 플래이트(Evaporator Plate)가 인입될 수 있도록 포토 커플러를 설치하며, 인입된 상기 증발기 플래이트로 소정의 슬릿을 형성하여, 상기 슬릿으로 발광 및 수광이 이루어지도록 하여, 증발기 표면에 발생하는 서리를 실시간으로 검출하여 과 냉각 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻으며, 이로부터 시스템의 안정성을 확보하는 효과를 얻는다.

Description

에어컨 증발기의 결빙 감지 장치{A FREEZING DETECTOR OF EVAPORATOR IN CAR}

본 발명은 차량의 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세히는 증발기(Evaporator)의 결빙상태를 감지하고, 감지된 결과와 더불어 압축기(Compressor)의 동작여부를 판단하여 냉매의 공급여부를 결정하기 위한 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 사용되는 에어컨 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 증발기(105), 압축기(103), 응축기(101), 리퀴드 탱크(107) 및 브로우(Blower : 109)로 구성된다.

압축기(103)는 액체 상태의 냉매를 소정 압력으로 가압한다. 증발기(105)를 통해 유입되는 저압 저온의 증기를 흡입하여 피스톤으로 압축하여 고압 고온의 과열 증기로 만든다.

응축기(101)는 차량의 전면부에 장착되며, 상기 압축기(103)에서 생성한 고압 고온의 증기를 내부로 유입시켜 과열상태의 증기를 다수의 플래이트(Plate)에 의해 냉각시킨다. 이러한 냉각을 돕기 위해 소정의 팬을 구성하여 강제적으로 냉각을 수행하며, 이 때 냉매의 온도가 고온(80℃)에서 저온(62℃)으로 내려가 액체 상태의 냉매가 된다.

리퀴드 탱크(107)는 응축기(101)에서 나온 액체 냉매를 유입시켜, 열부하에 따라 액체 냉매를 낼 수 있도록 저장시킨다.

증발기(105)는 팽창밸스(미도시함)을 포함하며, 상기 액체 냉매가 팽창 밸브를 통해 저압 저온액체로 변환시킨다. 저압 저온의 액체는 외부에서 열을 흡수하여 과열되며 이 때 증발기(105)는 냉각된다. 브로우(109)는 냉각된 증발기(105)를 이용해 공기를 냉각시켜 차내로 유입시키게 된다. 저압 저온의 액체는 대략 -5℃까지 내려가며, 증발기(105)의 외형으로 서리가 발생한다.

따라서 상기 증발기(105)의 일측면으로 온도센서를 장착하여 기준치 이하의 온도까지 내려가면 압축기(103)의 동작을 정지시켜 증발기(105)의 과 냉각을 방지토록 하고 있다.

그러나, 상기 온도센서의 응답 속도가 늦기 때문에, 기준치의 과 냉각 상태를 감지할 때는 이미, 증발기(105)가 과 냉각 상태를 유지하고 있는 경우가 발생되어 증발기(105)의 기능 저하를 유발시키는 원인이 되며, 시스템의 안정성이 확보되지 못하는 문제점이 발생하는 것이다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 고안의 목적은 증발기의 냉각상태를 실시간으로 감지하여 압축기의 구동여부를 결정하여 시스템의 안정성을 향상시키기 위한 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 관점에 따른 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치는, 에어컨의 증발기(Evaporator) 결빙상태를 감지하기 위한 장치에 있어서, 증발기의 일측면에 장착되어 결빙상태에 따른 서리 발생여부를 검출하기 위한 포토 커플러; 및 상기 포토 커플러의 발광량 대비 수광량이 기준치 이하일 경우 압축기를 오프 제어 하기 위한 제어회로;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 포토 커플러는 상기 증발기를 구성하는 증발기 플래이트 (Evaporator Plate)의 표면상에 장착되는 것을 특징으로 할 수 있으며, 또한 포토 커플러를 발광부와 수광부가 대향되는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 하고, 상기 발광부와 수광부 사이로 상기 증발기를 구성하는 증발기 플래이트(Evaporator Plate)가 인입되며, 인입된 상기 증발기 플래이트로 소정의 슬릿을 형성하여, 상기 슬릿으로 발광 및 수광이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

도 1은 종래 에어컨 장치를 나타낸 설치 상태도이고,

도 2는 본 고안에 따른 증발기를 나타낸 사시도이며,

도 3은 본 고안의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

105 : 증발기 201 : 팽창밸브

205 : 디스트리뷰터 207 : 결빙 감지 회로

303 : 포토 커플러 305 : 제어회로

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 전체 구성은 도 1을 이용하여 설명될 것이며, 도 2는 본 고안에 따른 증발기를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 고안의 동작을 설명하기 위한 기능별 구성도이다.

예시된 바와 같이, 에어컨 시스템은 압축기(103), 응축기(101), 리퀴드 탱크(107), 증발기(105) 및 브로우(109)로 구성되며, 상기 증발기(105)는 도 2에 도시된 바와 같이, 소정 형상의 다수 핀으로 구성되어 그 내부로 다수의 관로가 형성된다. 상기 관로는 냉매 입구 및 냉매 출구를 갖고 있으며, 냉매 입구측으로 팽창밸브(201) 및 디스트리뷰터(205)가 형성되어 있다.

또한 상기 증발기(105)의 일측면으로 결빙 감지 회로(207)가 장착되어 증발기(105)의 결빙 상태를 검출한다.

결빙 감지 회로(207)는 본 고안의 실시예로서 포토 커플러를 사용하고 있으며, 과 냉각으로 인한 서리 발생 여부를 판단한다. 즉, 포토 커플러의 발광측으로부터 방사된 광량이 증발기(105)의 일측면을 반사하여 포토 커플러의 수광측으로 유입될 때, 서리의 유무에 따라 그 수광량에 변화가 발생하며, 이를 감지하여 압축기(103)를 온/오프 제어한다.

도 3은 상기 결빙 감지 회로는 포토 커플러(303)와 포토 커플러(303)의 수광부로부터 수신 광량이 기준치 이하임을 판단하여 소정의 기준 정보를 생성하는 드라이버 회로(301), 상기 드라이버 회로(301)에서 출력된 기준 정보와 압축기(103)의 동작 상태를 감지하여 압축기(103)를 온/오프 제어하기 위한 스위칭 신호를 출력하는 제어 회로(305), 제어 회로(305)에서 출력된 스위칭 신호를 소정 레벨로 증폭하여 압축기(103)를 온/오프 시키기 위한 출력 드라이버(307) 및 제어 회로(305)의 결과 정보를 사용자에게 표시하기 위한 디스플레이부(313)으로 이루어진다.

차량의 에어컨 동작이 과부하 없이 정상적으로 동작되어, 증발기(105)의 표면에 서리가 발생되지 않을 경우, 상기 포토 커플러(303)는 증발기(105)의 표면 광택에 의해 발광부에서 방사된 광량이 수광부로 반사된다. 예를 들면, 수광량이 50% 이상이면 정상으로 판단하고, 수광량이 50% 미만이면 과 냉각 상태, 즉 증발기(105) 표면에 서리가 기준치 이상 발생된 상태라고 가정할 경우, 상기 드라이버 회로(301)는 포토 커플러(303)의 수광량에 따라 회로내 바이어스 상태를 달리하도록 시정수를 설정토록 하여, 포토 커플러(303)의 수광량에 50% 이상일 때 드라이버 회로(301)는 하이레벨의 출력 신호가 제공되도록 하는 것이다.

상기의 하이레벨의 출력 신호는 출력 드라이버(307)를 통해 압축기(103)를 온/오프 제어하기 위한 소정 레벨의 전압 및 전류로 증폭시켜 압축기(103)로 제공한다. 하이레벨의 출력 신호는 압축기(103)를 정상가동하기 위한 신호로써, 출력 드라이버(307)에 의해 압축기(103)는 정상적으로 동작된다. 그리고 디스플레이부 (313)는 에어컨이 정상가동되고 있음을 표시하거나, 무표시로 문제가 없을 표시한다.

한편, 차량의 에어컨 동작이 장시간 동작되거나, 에어컨에 부하가 발생되어 상기 증발기(105)의 표면으로 서리가 발생될 경우, 서리는 증발기(105)의 표면 광택보다 반사광량이 적으며, 서리가 기준치 이상 발생되면 포토 커플러(207)의 수광부에서 수광되는 광량은 50% 미만으로 저하된다.

드라이버 회로(301)는 수광량의 저하로 인해 내부 회로가 바이어스 걸리지 못하여, 로우레벨의 신호를 출력한다. 제어회로(305)는 드라이버 회로(301)로부터 로우레벨의 신호를 입력받으며, 압축기(103)를 오프 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 출력 드라이버(307)는 상기 오프 제어에 따른 신호를 입력받아 압축기(103)의 동작을 정지시키며, 이와 더불어 디스플레이부(313)를 통해 에어컨 또는 증발기에 문제가 발생되었음을 표시한다.

한편, 본 고안의 다른 실시예로, 상기 결빙 감지 회로가 증발기의 일측면에 장착되지 않고, 증발기를 구성하는 다수의 플래이트, 즉 다수개의 증발기 플래이트(Evaporator Plate) 중 어느 두 개의 증발기 플래이트 사이에 장착되어 결빙상태를 감지할 수 있는데, 상기 두 개의 증발기 플래이트 간격을 특히 좁게하여 증발기의 다른 곳 보다 빠르게 결빙상태를 검출할 수 있게 하는 것이다. 물론, 포토 커플러는 발광부와 수광부가 증발기의 크기에 따라 각각의 설치 거리가 변경될 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시예로써, 상기 포토 커플러를 발광부와 수광부가 대향되는 'ㄷ'자 형상을 갖도록 하며, 상기 발광부와 수광부 사이로 상기 증발기를 구성하는 증발기 플래이트(Evaporator Plate)가 인입되도록 포토 커플러를 장착한다. 그리고 인입된 증발기 플래이트로 소정의 슬릿을 형성하여, 상기 슬릿으로 발광 및 수광이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 상기 슬릿을 통해 결빙상태에 따른 서리발생 여부를 판단하는 것으로, 서리로 인해 수광량의 변화를 검출하는 것이다.

이상 설명된 바와 같이, 본 고안에 따른 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치는, 차량의 에어컨 증발기에 발생하는 결빙상태를 검출하기 위한 것으로, 상기 증발기의 일측 표면 또는 증발기를 구성하고 있는 다수의 증발기 플래이트중 어느 두 개의 증발기 플래이트 사이에 결빙감지 회로를 장착하여 포토 커플러에 의한 결빙 상태를 판단토록 함에 따라, 증발기 표면에 발생하는 서리를 실시간으로 검출하여 과 냉각 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 얻으며, 이로부터 시스템의 안정성을 확보하는 효과를 얻는다.

이상에서 설명한 것은 본 고안에 따른 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (3)

1. 에어컨의 증발기(Evaporator) 결빙상태를 감지하기 위한 장치에 있어서,

   상기 증발기의 일측면에 장착되어 결빙상태에 따른 서리 발생여부를 검출하기 위한 포토 커플러; 및

   상기 포토 커플러의 발광량 대비 수광량이 기준치 이하일 경우 압축기를 오프 제어 하기 위한 제어회로;로 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 포토 커플러는 상기 증발기를 구성하는 증발기 플래이트(Evaporator Plate)의 표면상에 장착되는 것을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 포토 커플러는 발광부와 수광부가 대향되는 'ㄷ'자 형상을 갖고, 상기 발광부와 수광부 사이로 상기 증발기를 구성하는 증발기 플래이트(Evaporator Plate)가 인입되며, 인입된 상기 증발기 플래이트로 소정의 슬릿을 형성하여, 상기 슬릿으로 발광 및 수광이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 에어컨 증발기의 결빙 감지 장치.